500kV智能變電站預制艙模塊化設計方案關鍵技術研究

周潔　李海濱　霍菲陽

摘要：500kV智能變電站的預制艙式二次組合設備是根據國網公司提出的智能變電站模塊化建設理念進行設計的。本文提出了適用于500kV智能變電站的預制艙模塊化設計方案，分析了智能變電站二次系統的關鍵技術。最后結合500kV實際工程給出了配置方案。

關鍵詞：500kV智能變電站；預制艙；前接線裝置；二次設備組柜優化

中圖分類號：TM63；TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

一、引言

2012年，國家電網公司提出新一代模塊化智能變電站設計理念[1-3]，現有的設備運行環境方案已不能適應當前的智能變電站建設要求，急需研究一種建設占地更省、建設周期更短、工程造價更少、實施效率更高的新方案。

本文針對500kV智能變電站提出了預制艙模塊化設計方案，對二次設備組柜進行優化，并在某500kV智能站取得了應用。

二、500kV預制艙布置方案

500kV二次設備配置目前主要采用三種方案[4-6]：過程層、間隔層設備按串設置預制艙（全下放模式）、間隔層設備按串設置預制艙、間隔層設備按2串設置預制艙。方案一增加預制艙與HGIS本體之間的現場接線，方案三經濟型較差，方案二更有利于現場施工接線，利于設備按串模塊化配送。

三、預制艙艙體結構研究

現有預制艙模塊化設備基本采用鋼構房形式，尺寸應盡量典型化，形成標準系列。針對變電站的預制艙按照艙體規格分為3種：Ⅰ型預制艙、Ⅱ型預制艙、Ⅲ型預制艙，其尺寸詳見表1所示。

常規鋼結構預制艙的艙體圍護系統由內向外結構為輕鋼骨架支撐的空氣層、保溫層、外墻板飾面層，通過有效的固定式安裝，構筑集保溫節能、防火、耐久、美觀等性能為一體的優良系統。新型預制艙采用GRC（Glass-fiber？Reinforced？C-ement）玻纖復合艙體結構，以耐堿玻璃纖維作增強材，硫鋁酸鹽低堿度水泥為膠結材并摻入適宜集料構成基材，具備一定的親水性，使艙體自身成為一個具備一定環境調節能力的系統，可大大降低凝露發生的可能性材料易修復，可擦洗，維護及改裝方便。

預制艙底座框架采用符合國標的高強度槽鋼整體焊接成型，底座框架采用優質鋼材，強度高，耐候性好，底座采用焊接后整體熱鍍鋅處理工藝，戶外使用壽命超過40年。側壁及頂蓋與底框通過鋼結構框架焊接連接，保證剛強度。艙體側壁及頂蓋內預埋一定密度的鋼筋網，提升電磁屏蔽性能。

四、預制艙二次設備組柜優化方案

1.前接線裝置關鍵技術方案

前接線裝置將原裝置正面的人機接口面板移至裝置接線側，裝置采用自動鎖止結構。二次設備采用前接線裝置，具有如下特點：前接線前操作，大幅度節約空間；前面板風格和操作方式完全兼容傳統裝置；前面板開門角度大于90。

2.二次屏柜尺寸選擇方案

基于二次屏柜內端子排和功能元器件的減少、低功耗電子元器件的應用，目前主流采用三種尺寸的屏柜方案，如表2所示。

經過綜合比較，為考慮接線空間寬裕、減少艙內屏柜布線壓力[9]，推薦采用800mm（寬）×600mm尺寸，此方案柜體尺寸為常規方式，便于工程實施。

五、實際工程中的應用情況

本文以冀北地區承德東500kV智能變電站為實例討論預制艙的配置，該站本期2臺750MVA主變，遠期4臺750MVA主變，500kV出線本期2回，遠期8回，220kV出現本期8回，遠期16回。500kV場地配置3個II型預制艙，遠景預留3個II型預制艙。

該工程二次設備采用“裝配式+二次設備艙”布置方案，500kV預制艙配置方案采用了 “間隔層按串設置預制艙”方案，500kV二次設備按串配置預制艙，智能控制柜仍下放在配電裝置場地內。在屏柜尺寸方面，該工程采用800mm×600mm尺寸的屏柜，且采用前接線，前顯示裝置，左側走線槽空間比600mm×600mm屏柜、700mm×60mm屏柜更寬裕。

參考文獻

[1]白曉民.智能電網建設與標準體系研究[J].電氣時代.2011，No12；

[2]劉群.預制式二次設備在智能變電站中的應用研究[J]，電氣開關.2013，No4；

[3]常康，薛峰，楊衛東.中國智能電網基本特征及技術進展評述[J].電力系統自動化，2014，10-15.

[4]宋璇坤，沈江，李敬如.新一代智能變電站概念設計[J].電力建設，2013，No6

[5]周文，李杰. 配送式預制艙智能變電站技術[J]. 技術與應用， 2013， 4：88–91

[6]劉群. 預制式二次設備在智能變電站中的應用研究[J]. 電氣開關， 2014， 4：59–61

作者簡介：周潔，（1989—），女，漢，碩士，電氣一次評審中級師，研究電能質量以及電網項目評審方向。